İnsanlar ve maymunlar arasındaki beyin farklılıkları ilk kez ortaya çıkıyor İnsan beyni verimlilik için istikrarı feda ediyor!
İnsanlar ve maymunlar arasındaki genetik benzerlik% 98'e yakınken, insanlar ve şempanzeler arasındaki genetik benzerlik% 98,7'ye kadar çıkmaktadır. Ama neden bu maymunlar insanlar kadar yüksek bir IQ'ya sahip olacak şekilde evrimleşmemiş ve bu nedenle yeryüzünde mutlak bir pozisyon işgal etmemişlerdir? ? Bu sorun, çeşitli ülkelerdeki nöroloji ve evrim alanındaki araştırmacılar tarafından rahatsız edildi.
On yıllardır sinirbilimciler, insanların ve diğer primatların beyinlerini parçalara ayırdı. İkisi arasında pek çok ince ve önemli "donanım" farklılığı olduğu bulundu Ancak bu farklılıklar, insan IQ'sunun diğer primatlardan çok daha yüksek olmasının nedeni olmak için yeterli değil.
Ve şimdi, İsrail'in Rehovot kentindeki Weizmann Bilim Enstitüsü'nden Profesör Rony Paz tarafından yapılan son araştırma, araştırmacıları uzun süredir rahatsız eden bu soruna daha iyi bir açıklama getiriyor: Dahili "yazılım" bileşimi son derece farklıdır, bu da insanlar ve maymunlar arasında büyük bir IQ farkına yol açar. .
(Kaynak: Hücre)
Ekip, bu "yazılım" farklılıklarının ne olduğunu tek nöronları inceleyerek analiz edebiliyor.Çalışmanın sonuçları 17 Ocak'ta Cell dergisinde yayınlandı. Bu araştırma kullanır Epilepsili bir hastanın beyninin derinliklerinde tek bir nörondan elde edilen nadir bir veri kümesi Veriler, nöroşirürji uygulanan epilepsi hastalarından toplanmıştır, Önemi yalnızca insan ve primat beyninin evrimi arasındaki farkı anlamakla sınırlı değil, aynı zamanda insan zihinsel hastalıkları ve diğer beyin hastalıklarının patofizyolojik mekanizmasını anlamak için de önemlidir. Araştırmacılar, bu sonuçların insanların benzersiz zekasının nasıl üretildiğini açıklamaya da yardımcı olabileceğini düşünüyor.
Bilim adamları, bu tür alışılmadık araştırmaların, akıl hastalığının araştırma sonuçlarını hayvan modellerinden klinik uygulamalara daha iyi dönüştürmelerine yardımcı olabileceğine inanıyor.
MIT Neuronal Biophysics'ten Profesör Mark Harnett, İnsanlar ve insan olmayan primatların davranış ve psikolojide bariz farklılıkları var. Şimdi iki tür fiziksel saatin beynindeki çok tuhaf yumuşaklığı gördük. 'Farklılıklar. Dolayısıyla bu çok değerli bir çalışma.'
İnsan beyni verimlilik için istikrarı feda edecek!
Araştırma İsrail'in Rehovot kentindeki Weizmann Bilim Enstitüsü'ndendir. Rony Paz Ve Los Angeles, Kaliforniya Üniversitesi'nde (UCLA) bir beyin cerrahı Itzhak kızarmış İşbirliği yapın.
Şekil Rony Paz (Kaynak: Rehovot Weizmann Institute of Science)
Bunlar arasında Paz, esas olarak makakların öğrenme sürecindeki sinir devrelerinin dinamiklerini inceliyor ve iki farklı beyin bölgesine odaklanıyor: Amygdala ve singulat korteks . Amigdala, temel hayatta kalma becerilerini kontrol eden evrimsel olarak ilkel bir alandır. Singulat korteks, beynin daha sonra gelişen bir alanıdır ve esas olarak daha karmaşık bilişsel davranışlarla ilgilenir.
Bu araştırmanın anahtarı, nöroşirürji geçiren epilepsi hastalarından alınan çok nadir deneysel verilerde yatmaktadır. Epilepsili bu hastalar beyinlerine bir dizi ince elektrot yerleştiren ve nöbetlerinin kökenini belirlemek için elektrot aktivitesini kaydeden bir tedavi aldı. Hasta epileptik nöbete kadar hastaneye kaldırıldı ve ardından doktor, nöbet aktivitesinin kaynağı olan elektrotları ve hasarlı beyin dokusunu çıkarmak için ameliyat yaptı. Bir nöbet beklerken, hastalar genellikle beyin işlevini araştıran basit deneylere katılırlar.
Şekil Itzhak Fried (Kaynak: UCLA)
Bu deneyin başında Profesör Paz, maymun beyninin bu bölgelerindeki nöronların insanlardan nasıl farklı olduğunu anlamak istedi. Böylece araştırmalarına Profesör Fried ile başladı. Profesör Fried daha önce epilepsi hastaları için tek nöron kayıt teknolojisinin kullanımına öncülük etmişti, böylece ekip, insan ve maymun beyinleri arasındaki "yumuşak" farkı ilk kez analiz etmek için tek bir nöronu izleme teknolojisini kullanabilir.
Paz ve Fried, beyin bölgesine yakın elektrotlar yerleştirilen ve hafıza araştırmasına katılan epilepsi hastalarından büyük miktarda veri topladı ve bu verilerden amigdala ve singulat kortekste tek nöron verileri buldu. Bu nöronların iki özelliğini maymun nöron aktivitesiyle karşılaştırdılar: Sağlamlık ve verimlilik .
Veriler, beş maymun ve yedi kişinin iki beyin bölgesindeki yaklaşık 750 nörondan geliyor. Tek bir nöron tarafından saatlerce kaydedilen bir dizi tepe veya çukurdan oluşurlar. Araştırmacılar, epilepsili hastaların derin beyinlerinde yoğunlaşan bu tek nöronların faaliyetlerini sınıflandırıp analiz ettiler ve ardından bilgiyi işlerken "insan beynini" netleştirdiler. Sağlamlık "Çeşitlilik.
Şekil İnsan beyni ve maymun beyni arasındaki sağlamlık ve verimliliğin karşılaştırılması (Kaynak: Bölgeler ve Türler Arasında Sinir Kodunda Bir Ödünleşme)
Bunu buldular Bu iki türde , Amigdaladaki sinyal singulat korteksteki sinyalden daha güçlüdür. . Ancak singulat korteksinde güçlü sinyallere sahip beyinler daha verimlidir . İnsanlarda her iki bölge de daha az sağlamdır ancak maymunlardakinden daha etkilidir.
Bu sonuç onların beklentilerinin ötesindeydi çünkü gösteriyor İnsanlar, verimliliğini artırmak için beyin sağlamlığını feda ediyor . Bu nedenle, bu sonuçlar araştırmacıların benzersiz insan zekasını ve insanların neden akıl hastalığından muzdarip olduğunun iç mekanizmasını açıklamalarına yardımcı olabilir.
Şekil Bilgi işlemede nöronlar tarafından kullanılan hesaplama potansiyelinin karşılaştırması (Kaynak: Bölgeler ve Türler Arasında Sinir Kodunda Bir Ödünleşim)
Yan etkiler geliyor
İnsanlar faydaları diğer primatlara göre daha fazla dengeleyebilir, ancak insan beyni daha yüksek verimliliğe ihtiyaç duyduğu için belirli "sağlamlığı" da bir kenara atar. . bu nedenle İnsan beyninin korteksi hataya daha yatkındır Bu aynı zamanda insanların neden akıl hastalığına daha duyarlı olduğunu da açıklıyor. Bu sonuçlar, nöropsikolojideki diğer teorilerle rezonansa girer.
Berkeley'deki California Üniversitesi'nde bilişsel sinirbilimci olan Robert Knight, bunun diğer nöropsikoloji teorilerini doğruladığını söyledi. Nöropsikoloji buna inanıyor Beyindeki nöronal aktivitenin senkronizasyonu psikoz veya depresyon ile ilgili olabilir. . Knight, "Bu tür araştırmalar çok önemli çünkü sinirbilim araştırmalarının çoğu hayvanlar üzerinde yapılıyor. Sinirsel aktivitenin temel modelinin türler arası olduğunu varsayarsak , O zaman aynısı insanlar için de geçerlidir. "
Şekil Maymun beyni ile insan beyni arasındaki sağlamlık ve bilgi işleme verimliliğinin benzerlikleri ve farklılıkları (Kaynak: Bölgeler ve Türler Arasında Nöral Kodda Bir Ödünleşim)
Birleşik Krallık'taki Newcastle Üniversitesi'nde sinirbilimci olan Christopher Petkov, araştırmacının sağlamlık-verimlilik dengesi hipotezinin daha fazla araştırmada araştırılması gereken önemli bir hipotez olduğunu söyledi. O işaret etti Maymunların ve insanların nöron verilerini doğrudan karşılaştırmak zordur, çünkü veriler toplandığında iki türün benzer zihinsel durumda olup olmadığını bilmek zordur. . Ancak bu karşılaştırma "çok değerli".
Paz, mevcut araştırmasındaki uzun vadeli kayıtların beyin durumlarındaki farklılıkları gözden kaçırmış olabileceğini söyledi. Şu anda planladığı yeni araştırma, benzer görevleri yerine getirdiklerinde maymunlardan ve insanlardan nöronal verileri toplayacak, böylece anksiyete gibi belirli bir beyin durumunu izleyebilecekler. .
Dünyada yalnızca birkaç kişi benzer araştırmalara katılmaya uygun olduğundan, insan beyni araştırması zorludur. Epilepsili hastalarda, cerrahlar elektrotları beynin yalnızca nöbetin meydana geldiğini düşündükleri yerlere yakın bölgelerine yerleştirirler ve bu alanlar araştırma sorusu için anlamlı olmayabilir. Fried, her yıl, kliniğinde çalışmaya yalnızca 10-15 hasta katıldığını söyledi. Ancak Fried, uygun hastaların çoğunun çalışmaya katılmaya hevesli olduğunu çünkü "hastanede beklemek sıkıcı ve beyinlerini anlamakla çok ilgilendiklerini" belirtti.
Ulusal Sağlık Enstitüleri, bu nöroşirürji çalışmaları için finansal destek sağladı ve ayrıca hastaların sağlığı ve refahı garanti edilirken insan beyni içindeki deneyler üzerine etik araştırmaları destekledi. Dahası, epilepsi hastalarında tek nöron kayıtlarının sonuçları, bilim insanlarının tıbbi durumu anlamalarına yardımcı olmak için de önemlidir.Almanya'daki Freiburg Üniversitesi'nden epilepsi bilimcisi Andreas Schulze-Bonhage, epilepsi hastalarının bilişinin etkilenip etkilenmeyeceğini araştırmaktan sorumludur. İnsan beyni hakkında ne kadar çok şey bilirsek epilepsi tedavisi için o kadar çok seçeneğimiz olur . "
